一种样本的降温及存储方法与流程

本发明涉及一种生物样本存储方法，尤其涉及一种样本的降温及存储方法。

背景技术：

1、为了提高细胞冻存的存活率，细胞在存储前需通过程序降温的方式，将温度逐渐降至预定温度。图1曲线a为程序降温要求设定的标准环境降温曲线，曲线b为样本实际降温曲线。从图中可以看出，程序降温过程分为若干阶段，为此需要设置多个独立的降温设备，分别对细胞进行分阶段降温。为了实现上述目的，公开号为cn 217509762u的中国专利，公开了一种样本程序降温设备，其通过传送系统将多个独立的低温存储箱串联起来，以使细胞能够在多个低温存储箱之间转运，并在各低温存储箱内按照某程序降温阶段特定的降温速率降温至目标温度，最终实现程序降温的目的。

2、由以上描述可以看出，该样本程序降温设备，需要多个独立的专用降温设备对样本进行降温。降温后，还需将样本转运至独立的低温存储设备进行存储。这在处理大批量生物样本时具有较好的使用效果，而在处理单层样本时，由于程序降温与样本存储分离，降温过程中还需涉及多个专用设备，因此操作起来较为繁琐，对单层样本的处理不够方便，使用效果较差。

3、为此，需设计一种程序降温及存储方法，以同时实现程序降温和样本存储，提高对单层样本处理的便捷度。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种能够同时实现程序降温及样本存储，便于对单层样本进行处理的样本的降温及存储方法。

2、本发明的样本的降温及存储方法，包括将样本置入液氮存储盒内的步骤，样本的降温及存储方法通过升降装置在液氮存储盒内升降样本，对样本进行程序降温，并在程序降温后将样本直接保存于液氮存储盒内，程序降温的方法包括以下步骤；

3、将程序降温分为与标准环境降温曲线对应并依次执行的若干阶段降温，各阶段降温包括以下步骤；

4、s1：按标准环境降温曲线实时设定目标环境温度w；

5、s2：获取实际环境温度t1；

6、s3：比较目标环境温度w及实际环境温度t1的高低并控制样本的升降；

7、如果目标环境温度w高于实际环境温度t1，则下降样本预定高度；

8、如果目标环境温度w低于实际环境温度t1，则提升样本预定高度；

9、如果目标环境温度w与实际环境温度t1相等，则判断实际环境温度t1是否与该阶段降温的目标温度t2相等，

10、如果此时实际环境温度t1与该阶段降温的目标温度t2相等，则结束该阶段降温；

11、如果此时实际环境温度t1与该阶段降温的目标温度t2不相等，则循环执行步骤s1至步骤s3，直至实际环境温度t1与该阶段降温的目标温度t2相等。

12、进一步的，本发明的样本的降温及存储方法，各阶段降温的过程中，可编程控制器通过pid算法控制伺服电机的输出，pid算法的运算调节方程如下；

13、

14、其中，δy为pid算法的输出值；kp为比例增益，s为拉普拉斯运算符，b为比例作用权重，w为设定的目标环境温度，x为样本所处的实际环境温度，ki为积分作用时间，a为微分延迟系数，kd为微分作用时间，c为微分作用权重。

15、进一步的，本发明的样本的降温及存储方法，所述升降装置为伺服电机驱动的直线位移驱动器。

16、进一步的，本发明的样本的降温及存储方法，所述液氮存储盒设置于样本存储设备中，样本存储设备包括罐体，罐体的顶端设置有罐盖，罐体的内腔中设置有旋转框架，旋转框架包括框体及与框体连接的旋转主轴，旋转主轴的底端设于罐体底部中央的轴承座上，旋转主轴的顶端穿过罐盖并与转动驱动装置的输出轴连接，转动驱动装置的机体固设于罐盖上，所述液氮存储盒连接于框体上，罐盖的表面设有与液氮存储盒对应的传输口，传输口处设有有罐塞。

17、进一步的，本发明的样本的降温及存储方法，所述液氮存储盒为顶端开口的长方体状盒体，框体上绕旋转主轴设置有多个液氮存储盒。

18、进一步的，本发明的样本的降温及存储方法，所述液氮存储槽内设有提篮式样本存储架，提篮式样本存储架与液氮存储盒适配，提篮式样本存储架包括存储架体，存储架体顶端设有与升降装置输出端连接的连接件，存储架体从上至下依次设有若干层前端开口的存储槽，单层样本置于存储槽内。

19、进一步的，本发明的样本的降温及存储方法，液氮存储盒内以距离液面250毫米处为原点。

20、进一步的，本发明的样本的降温及存储方法，所述转动驱动装置包括驱动电机及减速器，驱动电机的输出轴与减速器的输入轴连接，减速器的输出轴与所述旋转中轴连接，减速器为直角减速器，其机体固设于罐盖表面的固定架上，固定架固设于罐盖的表面。

21、进一步的，本发明的样本的降温及存储方法，所述旋转中轴顶端与罐盖之间、旋转中轴底端与罐体底部的轴承座之间均设置有轴承。

22、进一步的，本发明的样本的降温及存储方法，所述减速机输出轴的顶端还连接有转盘。

23、进一步的，本发明的样本的降温及存储方法，所述转盘上设有遮挡片，减速机的一侧设有立板，立板的顶部设有u型光电开关，立板的底端固设于固定架上，遮挡片能够穿过u型光电开关的u槽。

24、进一步的，本发明的样本的降温及存储方法，所述框体包括顶框板、底框板及连接顶框板和底框板的若干连接竖板，顶框板的中部及底框板的中部分别与旋转中轴固连。

25、进一步的，本发明的样本的降温及存储方法，所述液氮存储盒的顶端通过螺栓连接于顶框板的边缘，顶框板的边缘设有与液氮存储盒适应的定位卡槽。

26、本发明样本的降温及存储方法，将程序降温的方法分为与标准环境降温曲线对应的若干阶段降温的方法，各阶段降温通过判断实际环境温度t1与目标环境温度w是否相等，来判断是否需要升降样本，以使实际环境温度t1与目标环境温度w一致，直至实际环境温度t1与该阶段降温的目标温度t2一致。样本在依次经过各阶段降温的处理后，最终达到深冷存储所需温度，并直接存储于液氮存储盒中。

27、相较于现有的程序降温及样本存储方法，该样本降温及存储方法通过在液氮存储盒内升降样本，实现对样本的程序降温，在达到深冷存储温度后，将其直接存储于液氮存储盒中，其降温及保存过程仅涉及单个程序降温及保存设备，这对于单层样本的程序降温及保存操作非常方便。

28、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚地了解本发明的技术手段，并依照说明书的内容予以具体实施，以下以本发明的实施例对其进行详细说明。

技术特征：

1.一种样本的降温及存储方法，包括将样本置入液氮存储盒内的步骤，其特征在于：样本的降温及存储方法通过升降装置在液氮存储盒内升降样本，对样本进行程序降温，并在程序降温后将样本直接保存于液氮存储盒内，程序降温的方法包括以下步骤；

2.根据权利要求2所述的样本的降温及存储方法，其特征在于：各阶段降温的过程中，可编程控制器通过pid算法控制伺服电机的输出，pid算法的运算调节方程如下；

3.根据权利要求1所述的样本的降温及存储方法，其特征在于：所述升降装置为伺服电机驱动的直线位移驱动器。

4.根据权利要求3所述的样本的降温及存储方法，其特征在于：所述液氮存储盒设置于样本存储设备中，样本存储设备包括罐体，罐体的顶端设置有罐盖，罐体的内腔中设置有旋转框架，旋转框架包括框体及与框体连接的旋转主轴，旋转主轴的底端设于罐体底部中央的轴承座上，旋转主轴的顶端穿过罐盖并与转动驱动装置的输出轴连接，转动驱动装置的机体固设于罐盖上，所述液氮存储盒连接于框体上，罐盖的表面设有与液氮存储盒对应的传输口，传输口处设有有罐塞。

5.根据权利要求4所述的样本的降温及存储方法，其特征在于：所述液氮存储盒为顶端开口的长方体状盒体，框体上绕旋转主轴设置有多个液氮存储盒。

6.根据权利要求4所述的样本的降温及存储方法，其特征在于：所述液氮存储槽内设有提篮式样本存储架，提篮式样本存储架与液氮存储盒适配，提篮式样本存储架包括存储架体，存储架体顶端设有与升降装置输出端连接的连接件，存储架体从上至下依次设有若干层前端开口的存储槽，单层样本置于存储槽内。

7.根据权利要求4所述的样本的降温及存储方法，其特征在于：液氮存储盒内以距离液面250毫米处为原点。

8.根据权利要求4所述的样本的降温及存储方法，其特征在于：所述转动驱动装置包括驱动电机及减速器，驱动电机的输出轴与减速器的输入轴连接，减速器的输出轴与所述旋转中轴连接，减速器为直角减速器，其机体固设于罐盖表面的固定架上，固定架固设于罐盖的表面。

9.根据权利要求8所述的样本的降温及存储方法，其特征在于：所述旋转中轴顶端与罐盖之间、旋转中轴底端与罐体底部的轴承座之间均设置有轴承。

10.根据权利要求8所述的样本的降温及存储方法，其特征在于：所述减速机输出轴的顶端还连接有转盘。

11.根据权利要求10所述的样本的降温及存储方法，其特征在于：所述转盘上设有遮挡片，减速机的一侧设有立板，立板的顶部设有u型光电开关，立板的底端固设于固定架上，遮挡片能够穿过u型光电开关的u槽。

12.根据权利要求4所述的样本的降温及存储方法，其特征在于：所述框体包括顶框板、底框板及连接顶框板和底框板的若干连接竖板，顶框板的中部及底框板的中部分别与旋转中轴固连。

13.根据权利要求12所述的样本的降温及存储方法，其特征在于：所述液氮存储盒的顶端通过螺栓连接于顶框板的边缘，顶框板的边缘设有与液氮存储盒适应的定位卡槽。

技术总结
本发明涉及一种样本的降温及存储方法，将程序降温的方法分为与标准环境降温曲线对应的若干阶段降温的方法，各阶段降温通过判断实际环境温度T1与目标环境温度w是否相等，来判断是否需要升降样本，以使实际环境温度T1与目标环境温度w一致，直至实际环境温度T1与该阶段降温的目标温度T2一致。样本在依次经过各阶段降温的处理后，最终达到深冷存储所需温度，并直接存储于液氮存储盒中。本发明的样本的降温及存储方法能够同时实现程序降温及样本存储，便于对单层样本进行处理。

技术研发人员：瞿建国,龙飞,罗永奇,薛运锋,王雷,张吉东,刘勇
受保护的技术使用者：上海原能细胞生物低温设备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25